?什么是哈希算法？

哈希算法的基本含義

哈希是密碼學(xué)的基礎(chǔ)，理解哈希是理解數(shù)字簽名和加密通信等技術(shù)的必要前提。

哈希，英文是 hash ，本來(lái)意思是”切碎并攪拌，有一種食物就叫 Hash ，就是把食材切碎并攪拌一下做成的。哈希函數(shù)的運(yùn)算結(jié)果就是哈希值，通常簡(jiǎn)稱為哈希。哈希函數(shù)有時(shí)候也翻譯做散列函數(shù)。

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根據(jù)維基百科的定義，哈希函數(shù)要做的事情是給一個(gè)任意大小的數(shù)據(jù)生成出一個(gè)固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，作為它的映射。所謂映射就是一一對(duì)應(yīng)。一個(gè)可靠的哈希算法要滿足三點(diǎn)。

第一是安全，給定數(shù)據(jù) M 容易算出哈希值 X ，而給定 X 不能算出 M ，或者說(shuō)哈希算法應(yīng)該是一個(gè)單向算法。第二是獨(dú)一無(wú)二，兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)，要擁有不相同的哈希。第三是長(zhǎng)度固定，給定一種哈希算法，不管輸入是多大的數(shù)據(jù)，輸出長(zhǎng)度都是固定的。

但是仔細(xì)想一下，如果哈希的長(zhǎng)度是固定的，也就是取值范圍是有限的，而輸入數(shù)據(jù)的取值范圍是無(wú)限的，所以總會(huì)找到兩個(gè)不同的輸入擁有相同的哈希。所以，哈希函數(shù)的安全性肯定是個(gè)相對(duì)概念。如果出現(xiàn)了兩個(gè)不同輸入有相同輸出的情況，就叫碰撞，collision 。不同的哈希算法，哈希位數(shù)越多，也就基本意味著安全級(jí)別越高，或者說(shuō)它的”抗碰撞性就越好。

再來(lái)說(shuō)說(shuō)哈希函數(shù)的主要作用。哈希的獨(dú)一無(wú)二性，保證了如果數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)或者傳輸過(guò)程中有絲毫損壞，那么它的哈希就會(huì)變。哈希函數(shù)的最常見(jiàn)的一個(gè)作用就是進(jìn)行完整性校驗(yàn)（ Integrity Check ），完整的意思是數(shù)據(jù)無(wú)損壞。哈希有很多不同的稱呼，有時(shí)候叫 Digest 摘要，有時(shí)候叫 Checksum 校驗(yàn)值，有時(shí)候叫 Fingerprint 指紋，其實(shí)說(shuō)的意思差不多，也就是說(shuō)哈?？梢杂脕?lái)代表數(shù)據(jù)本身。

例如朋友給我傳遞一份數(shù)據(jù)，傳完之后，我有一份，他手里也有一份，如果兩份數(shù)據(jù)的哈希值是一樣的，那么這兩份數(shù)據(jù)的內(nèi)容就是一樣的，或者說(shuō)可以認(rèn)為傳遞過(guò)程中數(shù)據(jù)沒(méi)有損壞，我手里拿到的數(shù)據(jù)是完整的。

所以說(shuō)，哈希函數(shù)的基本作用就是給大數(shù)據(jù)算出一個(gè)摘要性的長(zhǎng)度固定的字符串，也就是所謂的哈希。哈希的作用主要是進(jìn)行完整性校驗(yàn)。

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